Fünf Ideen für klimafreundlichere Gebäude

24. August 2022

Der Betrieb von Gebäuden ist weltweit für 30 Prozent des Energieverbrauchs und für 28 Prozent des CO2-Ausstoßes verantwortlich. Der Einbau isolierter Fenster, die Dämmung von Dächern und Wänden und die Umstellung auf Wärmepumpen helfen beim Sparen. Und Forschende arbeiten weltweit an weiteren innovativen Ideen, um die Energiebilanz von Gebäuden zu verbessern.

Der Klimawandel treibt weltweit die Temperaturen nach oben – und immer mehr Menschen halten mit Klimaanlagen dagegen. Doch die fressen viel Strom. Und da dieser vielerorts noch aus fossilen Quellen kommt, heizen Klimaanlagen damit ihrerseits die Erderwärmung an. Ein Teufelskreis, den ein britischer Forscher durchbrechen will: mit wassergekühlten Fenstern. Heutiges Isolierglas besteht aus mehreren Glasschichten. Matyas Gutai von der Universität Loughborough will die Zwischenräume zwischen den Schichten mit Wasser füllen. Das einfallende Licht erwärmt zunächst das Wasser statt den Raum dahinter. Ab einer bestimmten Temperatur wird das Wasser abgepumpt und durch kühles ersetzt. Das abgepumpte Wasser kann dann im Haus als Brauchwasser verwendet werden – also etwa für die Toilettenspülung, die Waschmaschine oder die Pflanzen im Garten. Ein Haus mit wassergefüllten Fenstern und einer Wärmepumpe könnte bis zu 72 Prozent weniger Energie verbrauchen als ein Gebäude mit herkömmlichen Heiz- und Kühlsystemen, wie der britische Forscher berechnet hat. Nicht zuletzt sollen die Wasserfenster gut gegen Schall dämpfen. Und im Unterschied zu Fensterläden und Jalousien verstellen sie auch an heißen Tagen nicht die Sicht.

In heißen Regionen wie den griechischen Inseln ist Weiß die Wandfarbe der Wahl. Und das hat natürlich nicht nur ästhetische Gründe. Schließlich wirft Weiß die Sonnenstrahlen zurück und sorgt so für verträglichere Temperaturen in den Innenräumen. US-Forschende haben nun nach eigenen Angaben die bisher weißeste Wandfarbe entwickelt. Sie soll mehr als 98 Prozent des einfallenden Sonnenlichts reflektieren. Dadurch liege ihre Oberfläche selbst in der Mittagshitze 4,5 Grad unter der Umgebungstemperatur, nachts sogar ganze 10,5 Grad, wie die Messungen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ergaben. „Wenn Sie diese Farbe verwenden würden, um eine Dachfläche von gut 90 Quadratmetern zu bedecken, könnten Sie schätzungsweise eine Kühlleistung von zehn Kilowatt erhalten“, sagt Xiulin Ruan, Professor für Maschinenbau an der US-amerikanischen Purdue University. „Das ist leistungsfähiger als die zentralen Klimaanlagen, die in den meisten Häusern verwendet werden.“ Das Ultraweiß soll ähnlich widerstandsfähig sein wie herkömmliche Wandfarbe. Und es soll auch der Umgebung zugutekommen. Denn wenn sich Fassaden weniger stark erwärmen, arbeitet das auch urbanen Hitzeinseln entgegen, mit denen die Bewohnenden von Großstädten immer stärker zu kämpfen haben.

Dämmmaterial dient gewöhnlich vor allem dazu, die Wärme in der Wohnung zu halten. Das Material, das Forschende der Universitäten Halle-Wittenberg und Leipzig entwickelt haben, soll stattdessen die Sommerhitze speichern – um sie in der Nacht oder im Winter wieder abzugeben. Die Erfindung basiert auf einem sogenannten Latentwärmespeicher. Dieser kann durch einen Wechsel des Aggregatzustands von fest zu flüssig Wärme aufnehmen. Erhärtet das Material, wird die gespeicherte Wärme wieder abgegeben. Ein Prinzip, das man etwa von Handwärmekissen für den Winter kennt. Integriert in Dämmplatten könnte das neue Material bis zu 24-mal mehr Wärme speichern als herkömmlicher Beton oder Gips, so die Berechnungen der Forschenden. Bislang wird es noch in kleinen Mengen im Labor produziert – überwiegend aus umweltfreundlichen Materialien. Künftig könnte es in größerem Stil und sommers wie winters die Energiebilanz von Gebäuden verbessern. Außerdem könnte es als passive Kühlung die Effizienz von Solaranlagen oder Batteriesystemen steigern.